JPH10206728A - 光学素子及びそれを用いた走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複屈折を低減させて、スポット径の肥大化を
少なくし、光学性能の優れた光学素子及びそれを用いた
走査光学装置を得ること。 【解決手段】 子線方向に対して母線方向に長尺な光学
素子において、該母線方向の使用される光学領域の全て
の領域において、該子線方向の任意の位置での光学素子
の高さがその位置における光学素子の光軸方向の厚みよ
り薄いこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学素子及びそれを
用いた走査光学装置に関し、特に光源手段から光変調さ
れ出射した光束を回転多面鏡より成る光偏向器で偏向反
射させた後、ｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレン
ズ）を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録す
るようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザ
ービームプリンター（ＬＢＰ）やディジタル複写機等の
装置に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター等の
走査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から
光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴ
ンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させ、
ｆθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体
（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上
を光走査して画像記録を行なっている。

【０００３】図１２は従来の走査光学装置の要部概略図
である。同図において光源手段１０１から出射した発散
光束（レーザービーム）はコリメーターレンズ１０２に
より略平行光束に変換され、副走査方向にのみ所定の屈
折力を有するシリンドリカルレンズ１０３に入射してい
る。シリンドリカルレンズ１０３に入射した平行光束の
うち主走査断面内においてはそのまま平行光束の状態で
射出する。また副走査断面内においては集束して回転多
面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器１０４の偏向
面１０４ａにほぼ線像として結像している。そして光偏
向器１０４の偏向面で偏向反射された光束を球面レンズ
１０５とトーリックレンズ１０６とから成るｆθ特性を
有する結像光学系（ｆθレンズ系）１００により折り返
しミラー１０７を介して被走査面としての感光ドラム面
１１０上に導光し、該光偏向器１０４を矢印Ａ方向に回
転させることによって、該感光ドラム面１１０上を主走
査方向に光走査して画像情報の記録を行なっている。

【０００４】この種の走査光学装置の光学系（走査光学
系）に使用されるレンズとしては上記の如くコリメータ
レンズ１０２、シリンドリカルレンズ１０３、そしてｆ
θレンズ系１００を構成する球面レンズ１０５及びトー
リックレンズ１０６等がある。又走査光学系によっては
シリンドリカルレンズを光偏向器と被走査面との間の光
路内に設けたものもある。

【０００５】従来、これらのレンズにはガラスの研磨レ
ンズが使用されていたが、低コスト化や光学性能の向上
を図る為に、近年、非球面形状が容易に作れる型を用い
て成形されたプラスチックモールドレンズ（射出成形も
しくは射出圧縮成形もしくは圧縮成形にて成形）やガラ
スモールドレンズ（プレス成形もしくは射出成形にて成
形）等が使用されてきている。

【０００６】また、プラスチックモールドレンズでは、
従来よりその材質としてアクリル（ＰＭＭＡ）樹脂が用
いられているが、近年になって吸湿時のピント変動の問
題に対する対策として、アクリル樹脂より低吸湿のポリ
カーボネート樹脂やオレフィン系樹脂やスチレン樹脂等
が用いられるようになってきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記に示
した複数のレンズのうち少なくとも１つのレンズをプラ
スチック（またはガラス）モールド成形により製作する
となると、成形時の冷却過程における熱応力によりレン
ズ内部に複屈折が発生し、被走査面上でのスポット形状
（スポット径）を肥大化させるという問題点があった。

【０００８】また、プラスチックモールド成形の場合、
アクリル樹脂以外（例えばポリカーボネート樹脂やオレ
フィン系樹脂やスチレン系樹脂等）の樹脂を使用した場
合、分子構造上からレンズ内の複屈折が更に大きく発生
するという問題点があった。

【０００９】次に上記の問題点について説明する。

【００１０】図６は図１２に示したｆθレンズ系の一要
素を構成するトーリックレンズの形状を示した要部斜視
図である。同図において１０６はトーリックレンズ、１
１２はコバ面、１１３，１１４は各々レンズ面、ｘ（ｘ
軸）は光軸方向、ｙ（ｙ軸）は主走査方向（母線方
向）、ｚ（ｚ軸）は副走査方向（子線方向）である。

【００１１】同図においては一点鎖線で示すｂ１〜ｂ２
までの間の主走査方向の領域が、このトーリックレンズ
１０６で使用される光学領域（レーザービームが走査さ
れる領域）である。このトーリックレンズ１０６の主走
査方向のレンズ全長は１００ｍｍである。

【００１２】図７は図６に示したトーリックレンズ１０
６を真上、即ちｚ軸方向から見たときの要部断面図であ
る。図８（Ａ）は図７においてトーリックレンズ１０６
の中心で最も厚肉の所を横切ったときのＣ−Ｃ断面図で
あり、ここでの光軸方向の厚みｄ３は１５ｍｍであり、
副走査方向のレンズの高さｈ２は１０ｍｍである。図８
（Ｂ）は図７においてトーリックレンズ１０６の光学領
域中（ｂ１〜ｂ２）の両端部付近の最も薄肉の所を光軸
方向に平行にカットしたときのＤ−Ｄ断面図であり、こ
こでの光軸方向の厚みｄ４は５ｍｍであり、副走査方向
のレンズの高さｈ２は中心部と同様１０ｍｍである。

【００１３】ここでこのトーリックレンズ（レンズ）１
０６がプラスチックモールド、あるいはガラスモールド
により成形される場合、型の中に入ったプラスチック
（あるいは成形されるガラス）は、初期はその型の温度
より高く、その為そのプラスチック（あるいはガラス）
の熱は型に奪われていってプラスチック（あるいはガラ
ス）は型に接している所から徐々に冷却固化していく。
レンズ１０６の厚肉の所の内部は最後に冷却固化してい
くのだが、プラスチック（あるいはガラス）は冷却して
いくに従い収縮していくので、そのとき表面層付近は既
に冷却固化してしまったプラスチック（あるいはガラ
ス）を内部に引き寄せようとする。このときプラスチッ
ク（あるいはガラス）の分子（あるいは原子）は内部に
向かって並ぼうとする。これが配向である。また冷却固
化してしまったレンズ１０６の表面層付近には、この内
部収縮によりストレスを受ける。これが熱応力である。

【００１４】図７，図８（Ａ），（Ｂ）にその配向及び
熱応力の発生の様子を矢印で示してある。この熱応力の
向きはレンズの肉厚の変化する所、具体的には図７に示
すレンズ１０６の中心部でのＣ−Ｃと周辺部でのＤ−Ｄ
の中間の所が図７に示したように光軸方向に対し斜め方
向の向きとなる。

【００１５】一般に半導体レーザーから出射した光束
（レーザービーム）の偏光方向（偏光成分）は主走査方
向か副走査方向であるので、この偏光方向に対し配向及
び熱応力の方向が０°か９０°でなくて傾きをもつ場
合、その角度と熱応力の大きさに比例してレンズ内部に
は複屈折が観察される。

【００１６】図９は図１１に示す光学系を用いてレンズ
１０６内部の複屈折をｘ軸方向から観察した結果を示し
た説明図である。尚、図１１はレンズ内部の複屈折の観
察を行なう為の光学系の要部概略図であり、同図におい
て３１は光源、３２，３３は各々偏光板、１０６はレン
ズ（トーリックレンズ）、３５はアイポイント（＝観察
位置）である。各偏光板３２，３３の偏光軸の向きはレ
ンズ１０６の主走査方向と副走査方向に合わせてクロス
ニコルの状態に設定してある。

【００１７】図９において白地領域１２１は複屈折が比
較的少なくΔｎが１０^-6オーダーの所であるが、斜線領
域１２２は複屈折が大きく観察される所でΔｎが１０^-5
オーダーの所である。この為、同図に示すようにレンズ
の厚肉部（中央部）と薄肉部（周辺部）においては偏光
軸の向きとレンズ内部の配向及び熱応力の向きが一致、
あるいは９０°の角度をもっているので複屈折は少なく
見えるが、その厚肉部と薄肉部の中間の所（図９では１
１５の位置）では配向及び熱応力の向きが偏光軸の向き
に対して０°あるいは９０°以外の傾きをもっているの
で斜線領域に複屈折が多く発生する。

【００１８】図１０は図９に示す位置１１５を通過した
ときの光束のスポット形状（スポット径）を示した説明
図である。本来、スポット形状は同図に示す破線１０１
のような略円形状をしていなければならないものが、複
屈折の影響を受けて実線１０２で示すような副走査方向
に長い楕円形状となり、光量も低下して、シャープさに
かけるスポットとなっている。その為、例えばこのよう
なスポットを用いて画像形成を行なった場合には、高品
位な画像が得られないという問題点が生じてくる。

【００１９】本発明の第１の目的は、型を用いて成形さ
れた光学素子（レンズ）の主走査方向の使用される光学
領域の全ての領域において、副走査方向の任意の位置で
の光学素子の高さがその位置における光学素子の光軸方
向の厚みより薄くなるように製作することにより、複屈
折の影響を少なくして、被走査面上でスポット形状を良
好に形成することのできる光学素子及びそれを用いた走
査光学装置の提供にある。

【００２０】本発明の第２の目的は、上記光学素子をプ
ラスチックまたはガラス等の素材を使用して型を用いて
成形することにより、光学性能に優れた光学素子及びそ
れを用いた走査光学装置の提供にある。

【００２１】本発明の第３の目的は、上記光学素子を吸
湿時におけるピント変動の少ない光学性能の優れたプラ
スチックモールドレンズ用のプラスチック材質より成形
することにより、ピント変動の影響を低減させることの
できる光学素子及びそれを用いた走査光学装置の提供に
ある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、
(1) 子線方向に対して母線方向に長尺な光学素子におい
て、該母線方向の使用される光学領域の全ての領域にお
いて、該子線方向の任意の位置での光学素子の高さがそ
の位置における光学素子の光軸方向の厚みより薄いこと
を特徴としている。

【００２３】特に(1-1) 前記光学素子の子線方向の任意
の位置での高さをｈ、その位置における光軸方向の厚み
をｄとしたとき、 １．１ｈ ＜ ｄ なる条件を満足することや、(1-2) 前記光学素子は型を
用いて成形されていることや、(1-3) 前記光学素子の材
質はプラスチックであることや、(1-4) 前記光学素子の
材質はガラスであることや、(1-5) 前記光学素子の材質
はポリカーボネート樹脂もしくは変性ポリカーボネート
樹脂であることや、(1-6) 前記光学素子の材質はノルボ
ルネン樹脂もしくはオレフィン系樹脂であることや、(1
-7) 前記光学素子の材質はスチレン系樹脂であること、
等を特徴としている。

【００２４】本発明の走査光学装置は、(2) 光源手段か
ら出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学
素子と、該変換された光束を偏向素子の偏向面上に導く
第２の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を被走
査面上に結像させる第３の光学素子と、を有する走査光
学装置において、該第１、第２、第３の光学素子のうち
少なくとも１つの光学素子は主走査方向の使用される光
学領域の全ての領域において、副走査方向の任意の位置
での光学素子の高さがその位置における光学素子の光軸
方向の厚みより薄いことを特徴としている。

【００２５】(2-1) 前記第１、第２、第３の光学素子の
うち少なくとも１つの光学素子の副走査方向の任意の位
置での高さをｈ、その位置における光軸方向の厚みをｄ
としたとき、 １．１ｈ ＜ ｄ なる条件を満足することや、(2-2) 前記第１、第２、第
３の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は型を用
いて成形されていることや、(2-3) 前記第１、第２、第
３の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子の材質は
プラスチックであることや、(2-4) 前記第１、第２、第
３の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子の材質は
ガラスであることや、(2-5) 前記第１、第２、第３の光
学素子のうち少なくとも１つの光学素子の材質はポリカ
ーボネート樹脂もしくは変性ポリカーボネート樹脂であ
ることや、(2-6) 前記第１、第２、第３の光学素子のう
ち少なくとも１つの光学素子の材質はノルボルネン樹脂
もしくはオレフィン系樹脂であることや、(2-7) 前記第
１、第２、第３の光学素子のうち少なくとも１つの光学
素子の材質はスチレン系樹脂であること、等を特徴とし
ている。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図である。

【００２７】同図において１は光源手段であり、例えば
半導体レーザーより成っている。２は第１の光学素子と
してのコリメーターレンズであり、光源手段１から出射
された発散光束を平行光束に変換している。３は絞りで
あり、通過光束（光量）を制限している。４は第２の光
学素子としてのシリンドリカルレンズであり、副走査方
向にのみ所定の屈折力を有しており、絞り３を通過した
光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面にほ
ぼ線像として結像させている。５は偏向素子としての光
偏向器であり、例えばポリゴンミラー（回転多面鏡）よ
り成っており、モーター等の駆動手段１１により矢印Ａ
方向に一定速度で回転している。１０は第３の光学素子
としての集光機能とｆθ特性を有するｆθレンズ系（結
像光学系）であり、球面レンズ６と後述する素材及び形
状より成るトーリックレンズ７とより成っており、光偏
向器５の偏向面によって偏向反射された画像情報に基づ
く光束を被走査面としての感光ドラム面９上に結像さ
せ、かつ該光偏向器５の偏向面の面倒れを補正してい
る。８は折り返しミラー、１２は検出ミラー（水平同期
検出ミラー）であり、感光ドラム面９上の走査開始位置
を調整する為の書込み同期信号検知用の光束を光センサ
ー（ＢＤセンサー）１３側へ反射させている。

【００２８】本実施形態において半導体レーザー１より
出射した発散光束はコリメーターレンズ２により略平行
光束に変換され、絞り３によって該光束（光量）を制限
してシリンドリカルレンズ４に入射している。シリンド
リカルレンズ４に入射した平行光束のうち主走査断面内
においてはそのまま平行光束の状態で射出する。また副
走査断面内においては集束して光偏向器５の偏向面のほ
ぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像してい
る。そして光偏向器５の偏向面で偏向反射された光束は
ｆθレンズ系１０により折り返しミラー８を介して感光
ドラム面９上に導光され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に
回転させることによって、該感光ドラム面９上を主走査
方向に光走査している。これにより画像記録を行なって
いる。

【００２９】図２は本発明に関わる図１に示したトーリ
ックレンズの形状を示す要部斜視図である。

【００３０】同図において７はトーリックレンズ、２２
はコバ面、２３，２４は各々レンズ面、ｘ（ｘ軸）は光
軸方向、ｙ（ｙ軸）は主走査方向（母線方向）、ｚ（ｚ
軸）は副走査方向（子線方向）である。

【００３１】尚、本実施形態においてはトーリックレン
ズ７を例に挙げて以下説明するが、該トーリックレンズ
７に限らず、例えばコリメータレンズ２、シリンドリカ
ルレンズ４、そして球面レンズ６等にも同様に適用する
ことができる。更に走査光学系によっては光偏向器と被
走査面との間に配したシリンドリカルレンズにも適用す
ることができる。即ち、本実施形態では走査光学装置の
光学系（走査光学系）を構成する全てのレンズに対して
適用可能である。

【００３２】同図においては一点鎖線で示すａ１〜ａ２
までの間の主走査方向の領域が、このトーリックレンズ
（以下単に「レンズ」とも称す。）７で使用される光学
領域（レーザービームが走査される領域）である。この
トーリックレンズ７の主走査方向のレンズ全長は１００
ｍｍである。

【００３３】図３は図２に示したトーリックレンズ７を
真上、即ちｚ軸方向から見たときの要部断面図である。
図４（Ａ）は図３においてトーリックレンズ７の中心で
最も厚肉の所を横切ったときのＡ−Ａ断面図であり、こ
こでの光軸方向の厚みｄ１は２０ｍｍであり、副走査方
向のレンズの高さｈ１は６ｍｍである。図４（Ｂ）は図
３においてトーリックレンズ７の光学領域中（ａ１〜ａ
２）の両端部付近の最も薄肉の所を光軸方向に平行にカ
ットしたときのＢ−Ｂ断面図であり、ここでの光軸方向
の厚みｄ２は１０ｍｍであり、副走査方向のレンズ高さ
ｈ１は中心部と同様６ｍｍである。

【００３４】図４（Ａ），（Ｂ）における副走査方向の
レンズの高さｈ１はレンズ面上を走査するレーザービー
ムの光束径よりも寸法が大きければ良い。一般にレーザ
ービームの光束径は２〜３ｍｍであり、本実施形態にお
ける光束径はほぼ２ｍｍであるので、副走査方向のレン
ズの高さｈ１を光束の上下に各々２ｍｍの余裕を設けて
６ｍｍとして形成している。

【００３５】本実施形態ではこのレンズ７の主走査方向
の使用される光学領域の全ての領域において、副走査方
向の任意の位置でのレンズ７の高さがその位置における
レンズ７の光軸方向の厚みより薄くなるように製作して
いる。特にこのレンズ７の副走査方向の任意の位置での
高さの寸法をｈ、その位置における光軸方向の厚みの寸
法をｄとしたとき １．１ｈ ＜ ｄ ‥‥‥‥‥（１） なる条件を満足するように形成している。

【００３６】条件式（１）はレンズ７の副走査方向の高
さと光軸方向の厚みとの比に関し、条件式（１）を外れ
ると複屈折の影響が大きくなり、被走査面上でスポット
形状を良好に形成することが難しくなってくるので良く
ない。

【００３７】本実施形態ではこのレンズ７を型を用いた
成形、例えばプラスチックモールドあるいはガラスモー
ルドより成形しており、具体的にはプラスチックモール
ドとして射出成形、射出圧縮成形、そして圧縮成形等を
用いており、またガラスモールドとしてはプレス成形、
射出成形等を用いている。

【００３８】ここでこのレンズ７がプラスチックモール
ド（あるいはガラスモールド）により成形される場合、
金型（不図示）の中に入ったプラスチック（あるいは成
形されるガラス）は、初期はその金型の温度より高く、
その為そのプラスチック（あるいはガラス）の熱は金型
に奪われていって、プラスチック（あるいはガラス）は
金型に接している所から徐々に冷却固化していく。レン
ズ７の厚肉の所の内部は最後に冷却固化していくのだ
が、プラスチック（あるいはガラス）は冷却していくに
従い収縮していくので、そのとき表面層付近は既に冷却
固化してしまったプラスチック（あるいはガラス）を内
部に引き寄せようとする。また冷却固化してしまったレ
ンズ７の表面層付近には、この内部収縮によりストレス
（熱応力）を受ける。

【００３９】図３，図４（Ａ），（Ｂ）にその熱応力の
発生の様子を矢印で示してある。尚、射出成形において
は、この熱応力の他に射出流動時に発生するせん断応力
もあるが、図１や前記図６に示したような厚肉のレンズ
においては熱応力の影響の方が大きいので、ここではせ
ん断応力は無視しても差し支えない。

【００４０】この熱応力の向きは図３に示すようにレン
ズ７の肉厚の変化する所、具体的には同図に示すレンズ
７の中心部でのＡ−Ａと周辺部でのＢ−Ｂの中間の所で
副走査方向のレンズ７の高さｈの方が主走査方向の使用
される光学領域における光軸方向の厚みｄより薄くなっ
ているので光軸方向の冷却より副走査方向、即ちコバ面
２２からの冷却の方が先行し支配的となる。従ってレン
ズ７全体は高さが略等しい副走査方向から、ごく周辺部
を除いて略一様に冷却されるので図３に示したような光
軸方向の厚みの違いによる厚肉部の冷却収縮に伴って発
生するレンズ中央部へ向かう熱応力は低減させられ、無
視できるレベルとなる。

【００４１】従って、主走査方向の使用される光学領域
の全ての領域において、レンズ内部の熱応力の向きは副
走査方向に略揃うことになり、光源手段から出射した光
束の偏光方向（通常は副走査方向か主走査方向）に対
し、その角度は略０°かもしくは９０°となる。これに
より本実施形態においては前記図９に示した複屈折の様
子とは異なり図５に示すように主走査方向及び副走査方
向の使用される光学領域２４の全ての領域において複屈
折が問題とないレベルとなり、光束のスポット形状（ス
ポット径）を肥大化させることもなく、光学性能の優れ
たレンズを得ることができる。尚、図５におけるレンズ
内部の複屈折の観察の様子は前述した図９の観察と同様
である。

【００４２】また、走査光学系を構成するレンズに使用
されるプラスチックの材質としては従来、アクリル樹脂
が大半を占めていたが、該アクリル樹脂は吸湿しやす
く、吸湿するとレンズ内部に密度の分布ができてその密
度の分布は屈折率の分布であり、吸湿してから飽和に至
る過程おいて、該屈折率分布の様子が変化することから
ピント変動を起こし、初期の光学性能は優れていても湿
度変動で光学性能が悪化するという問題点があった。

【００４３】そこで本実施形態では表−１に示すように
プラスチックの材質としてアクリル樹脂よりも吸湿の少
ないポリカーボネート樹脂、もしくは変性ポリカーボネ
ート樹脂、もしくはノルボルネン樹脂、もしくはオレフ
ィン系樹脂、もしくはスチレン系樹脂等を使用してい
る。

【００４４】

【表１】 ところがこれらの樹脂はその分子構造中にベンゼン環や
五員環構造等をもち、剛直な構造であるがために応力を
ためやすく、複屈折が多く発生するという傾向がある。

【００４５】しかしながら本実施形態における走査光学
装置においてはレンズ内部に応力が発生したとき、それ
が光源手段から出射した光束の偏光方向（偏光成分）と
一致、もしくは９０°の角度であれば問題はない。

【００４６】そこで前述の如く図２に示すような主走査
方向の使用される光学領域の全ての領域において、副走
査方向の任意の位置でのレンズの高さｈがその位置にお
ける光軸方向の厚みｄより薄くなるようにレンズを製作
することにより、該レンズ内部の熱応力の向きは副走査
方向に向くことになり、これにより上記の問題点を解消
している。

【００４７】尚、本実施形態におけるレンズ素材につい
てはガラスやプラスチックに限定されるのではなく、型
を用いて成形できるものであれば、例えばガラスとプラ
スチックの複合材料等であっても本発明は前述の実施形
態と同様に適用することができる。

【００４８】このように本実施形態においては上述の如
く走査光学系を構成する複数のレンズ（光学素子）のう
ち型を用いて成形された少なくとも１つのレンズを主走
査方向の使用される光学領域の全ての領域において、副
走査方向の任意の位置でのレンズの高さがその位置にお
けるレンズの光軸方向の厚みより薄くなるように製作す
ることにより、例えば型成形時に、副走査方向の冷却が
先に進行し、該副走査方向からレンズ全体が固化してし
まって光軸方向のレンズの厚みの違いによる厚肉部の冷
却収縮に伴って発生するレンズ厚肉部の中心部へ向かう
熱応力を低減させることができ、これにより光束の偏光
方向に対して問題となる複屈折を低減化させスポット径
の肥大化を少なくしている。

【００４９】また、本実施形態では上述の如く走査光学
系を構成する複数のレンズ（光学素子）のうち少なくと
も１つのレンズにプラスチック（あるいはガラス）の素
材を使用して型を用いて成形することにより、非球面レ
ンズを容易に製作することができ、これにより光学性能
の優れたレンズを安価に製造している。

【００５０】更に本実施形態においては上述の如くプラ
スチックレンズの材質をポリカーボネート樹脂、もしく
は変性ポリカーボネート樹脂、もしくはノルボルネン樹
脂、もしくはオレフィン系樹脂、もしくはスチレン系樹
脂等より製作することにより、アクリル（ＰＭＭＡ）樹
脂より複屈折が発生しやすい樹脂であっても、副走査方
向の任意の位置でのレンズの高さを主走査方向の使用さ
れる光学領域の全ての領域において、その位置における
レンズの光軸方向の厚みより薄くなるように製作するこ
とにより、複屈折の影響を少なくして副走査方向のスポ
ット形状を良好に形成することができ、かつ上記に示し
た材質の樹脂等を使用することにより、従来アクリル樹
脂を用いることで問題点になっていた湿度による吸湿で
のピント変動の影響を低減させている。

【００５１】

【発明の効果】本発明の第１の発明によれば、前述の如
く走査光学装置の光学系を構成する複数の光学素子（レ
ンズ）のうち型を用いて成形された少なくとも１つの光
学素子の副走査方向の任意の位置でのレンズの高さを主
走査方向の使用される光学領域の全ての領域において、
その位置におけるレンズの光軸方向のレンズの厚みより
薄くすることにより、光束の偏光方向（偏光成分）に対
して問題となる複屈折を低減させることができ、又スポ
ット径の肥大化を少なくすることができ、これにより光
学性能の優れた光学素子及びそれを用いた走査光学装置
を達成することができる。

【００５２】本発明の第２の発明によれば、前述の如く
走査光学装置の光学系を構成する複数の光学素子（レン
ズ）のうちに少なくとも１つの光学素子をプラスチック
またはガラス等の素材を使用して型を用いて成形するこ
とにより、例えば光学面が非球面となっているレンズを
容易に製作することができ、これにより光学性能の優れ
たレンズを製造することができる光学素子及びそれを用
いた走査光学装置を達成することができる。

【００５３】本発明の第３の発明によれば、前述の如く
走査光学装置の光学系を構成する複数の光学素子（レン
ズ）のうちに少なくとも１つの光学素子の素材として低
吸湿のプラスチックを使用することにより、湿度による
吸湿でのピント変動の影響を少なくすることができ、こ
れにより光学性能の優れた光学素子及びそれを用いた走
査光学装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図

【図２】 図１に示したトーリックレンズの形状を示す
斜視図

【図３】 図２のレンズをｚ軸方向から見たときの断面
図

【図４】 図３に示したレンズのＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ
断面図

【図５】 図２に示したレンズの複屈折の様子を示す説
明図

【図６】 従来の走査光学系に使用されるレンズの斜視
図

【図７】 図６のレンズをｚ軸方向から見たときの説明
図

【図８】 図７に示したレンズのＣ−Ｃ断面図とＤ−Ｄ
断面図

【図９】 図６に示したレンズの複屈折の様子を示す説
明図

【図１０】 図６に示したレンズによるスポット形状の
様子を示す説明図

【図１１】 複屈折の観察の様子を示す説明図

【図１２】 従来の走査光学装置の要部概略図

【符号の説明】

１ 光源手段 ２ 第１の光学素子（コリメーターレンズ） ３ 絞り ４ 第２の光学素子（シリンドリカルレンズ） ５ 光偏向器 ６ 球面レンズ ７ トーリックレンズ ８ 折り返しミラー ９ 被走査面（感光ドラム面） １０ 第３の光学素子（ｆθレンズ）

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 子線方向に対して母線方向に長尺な光学
   素子において、 該母線方向の使用される光学領域の全ての領域におい
   て、該子線方向の任意の位置での光学素子の高さがその
   位置における光学素子の光軸方向の厚みより薄いことを
   特徴とする光学素子。
2. 【請求項２】 前記光学素子の子線方向の任意の位置で
   の高さをｈ、その位置における光軸方向の厚みをｄとし
   たとき、 １．１ｈ ＜ ｄ なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の光
   学素子。
3. 【請求項３】 前記光学素子は型を用いて成形されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子。
4. 【請求項４】 前記光学素子の材質はプラスチックであ
   ることを特徴とする請求項３記載の光学素子。
5. 【請求項５】 前記光学素子の材質はガラスであること
   を特徴とする請求項３記載の光学素子。
6. 【請求項６】 前記光学素子の材質はポリカーボネート
   樹脂もしくは変性ポリカーボネート樹脂であることを特
   徴とする請求項４記載の光学素子。
7. 【請求項７】 前記光学素子の材質はノルボルネン樹脂
   もしくはオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求
   項４記載の光学素子。
8. 【請求項８】 前記光学素子の材質はスチレン系樹脂で
   あることを特徴とする請求項４記載の光学素子。
9. 【請求項９】 光源手段から出射した光束の状態を他の
   状態に変換する第１の光学素子と、該変換された光束を
   偏向素子の偏向面上に導く第２の光学素子と、該偏向素
   子で偏向された光束を被走査面上に結像させる第３の光
   学素子と、を有する走査光学装置において、 該第１、第２、第３の光学素子のうち少なくとも１つの
   光学素子は主走査方向の使用される光学領域の全ての領
   域において、副走査方向の任意の位置での光学素子の高
   さがその位置における光学素子の光軸方向の厚みより薄
   いことを特徴とする走査光学装置。
10. 【請求項１０】 前記第１、第２、第３の光学素子のう
    ち少なくとも１つの光学素子の副走査方向の任意の位置
    での高さをｈ、その位置における光軸方向の厚みをｄと
    したとき、 １．１ｈ ＜ ｄ なる条件を満足することを特徴とする請求項９記載の走
    査光学装置。
11. 【請求項１１】 前記第１、第２、第３の光学素子のう
    ち少なくとも１つの光学素子は型を用いて成形されてい
    ることを特徴とする請求項９又は１０記載の走査光学装
    置。
12. 【請求項１２】 前記第１、第２、第３の光学素子のう
    ち少なくとも１つの光学素子の材質はプラスチックであ
    ることを特徴とする請求項１１記載の走査光学装置。
13. 【請求項１３】 前記第１、第２、第３の光学素子のう
    ち少なくとも１つの光学素子の材質はガラスであること
    を特徴とする請求項１１記載の走査光学装置。
14. 【請求項１４】 前記第１、第２、第３の光学素子のう
    ち少なくとも１つの光学素子の材質はポリカーボネート
    樹脂もしくは変性ポリカーボネート樹脂であることを特
    徴とする請求項１２記載の走査光学装置。
15. 【請求項１５】 前記第１、第２、第３の光学素子のう
    ち少なくとも１つの光学素子の材質はノルボルネン樹脂
    もしくはオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求
    項１２記載の走査光学装置。
16. 【請求項１６】 前記第１、第２、第３の光学素子のう
    ち少なくとも１つの光学素子の材質はスチレン系樹脂で
    あることを特徴とする請求項１２記載の走査光学装置。